CONVEGNO FISE-UNIRE ANPAR L’utilizzo degli aggregati riciclati nelle costruzioni stradali La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali. Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Prof. Antonio D’Andrea Università La Sapienza Roma La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Storia La CNR-UNI 10006-“Costruzione e manutenzione delle strade, Tecniche di impiego delle terre”, dal 1963: - ha regolato la pratica tecnica di tutte le opere civili impieganti materiali granulari; - è stata riportata, integralmente o per stralci, nei capitolati speciali di appalto, negli elenchi dei prezzi e negli altri documenti contrattuali previsti dalle leggi. - in innumerevoli casi, si è ritenuta sufficiente una citazione o un semplice rimando, tanto era diffusa la conoscenza di tale documento di riferimento condiviso. Nel 2002 è stata aggiunta una appendice relativa ai misti granulari con aggregati riciclati o artificiali. La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Contenuti dell’allegato alla 10006 2002 - diverse composizioni tipo degli aggregati riciclati in funzione della provenienza (da cls, da macerie dell’edilizia, da demolizioni stradali, da scarti industriali, da rifiuti di vetro etc.); - modalità di campionamento e di saggio; - cautele di impiego ai diversi livelli di utilizzo; Utilità: ammettere gli aggregati riciclati alla stessa stregua degli aggregati naturali, prevenendo e superando i pericoli derivanti dalle loro caratteristiche intrinsecamente speciali: forma, disomogeneità nel tempo, multi-resistenza. Trasposta nella C.M. 5205 del 15/07/05 La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Motivazioni per una nuova norma Nel 2004 l’Ente UNI ha ritirato la norma UNI 10006 pensando che fosse stata rimpiazzata dalle: UNI EN 13242:2004 UNI EN 13285:2004 UNI EN ISO 14688-1:2003 UNI EN ISO 14688-2:2004 Ma le citate EN non la sostituiscono affatto. Si occupano di: - procedure per il saggio di alcune proprietà dei materiali granulari e modalità di espressione dei risultati; - schema generale di classificazione dei terreni in posto. Mancano prescrizioni sui controlli e sui valori ammissibili. La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Scopi della nuova norma 10006. •un punto di vista unitario sulla materia; •distinguere i campi di intervento di ciascuna norma EU; •classificazione funzionale delle terre; •criteri di selezione ed accettazione degli aggregati; •modi d’impiego, trattamento e stabilizzazione; •parametri per la verifica di buona esecuzione delle opere; •riferimento per capitolati e rapporti contrattuali. La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Costituzione e nomenclatura delle strutture stradali e inquadramento nella normativa europea La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Le norme EN per i materiali sciolti (non legati) La ISO 14688, parti 1 e 2, stabilisce i principi generali per l’identificazione e la classificazione delle terre naturali in sito e delle terre movimentate e ridepositate dall’uomo, e indica i criteri per raggrupparle in classi di composizione e proprietà simili. Poiché le caratteristiche rilevanti di tali materiali possono variare notevolmente, la norma prevede che possa essere appropriata una descrizione e/o classificazione più dettagliata rispetto a quelle che in essa vengono riportate a titolo di esempio. La EN 13242 specifica le proprietà di aggregati ottenuti mediante trattamento di materiali naturali o artificiali o riciclati, da utilizzare come materiali non legati e legati con leganti idraulici, per impiego in opere di ingegneria civile e nella costruzione di strade. Fornisce i criteri di classificazione del materiale secondo caratteristiche geometriche, fisiche e chimiche e prescrive un sistema di controllo della produzione per la marcatura CE. La EN 13285 specializza la EN 13242 per le miscele all-in (0/D) non legate di aggregati naturali, artificiali e riciclati destinati alle strade, e precisa la forma dei fusi granulometrici da imporre al fornitore. La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] La nuova UNI 10006 per le terre (EN 14688) Definizione di terra: ogni roccia sciolta o frammentaria, incoerente per natura o che diviene tale in seguito a più o meno prolungato contatto con acqua, ovvero insieme di granuli minerali e/o organici separabili con debole azione meccanica ottenuti da scavi o provenienti da cave dalle quali il cavato venga trasferito al cantiere senza particolari operazioni di selezione, salvo l’eventuale passaggio su un vaglio sgrossatore. E’ altresì denominato terra il risultato della miscelazione di due terre o di una terra e di un aggregato naturale. (correzione granulometrica già prevista dalla CNR 169 e altre CNR) Sono escluse dalla definizione le miscele di terre con aggregati di qualsiasi altra origine e i depositi antropici. La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Deposito antropico (man-made ground) Tutti i depositi superficiali derivanti o interessati dall’attività antropica quali rilevati, riempimenti, colmate e in genere ogni trasferimento e rimodellazione del terreno naturale, nonché gli accumuli di materiale di riporto o di scarto (da miniere o altre attività civili o industriali). La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] La nuova UNI 10006 per le terre (EN 14688) A) Se parliamo di terre in sito: sono presenti nei sottofondi A in trincea o raso campagna (se non idonee vanno sostituite o trattate). B) Se parliamo di terre movimentate: terre provenienti dagli scavi, se riconosciute idonee, o da cave di prestito aperte all’uopo nell’ambito delle attività di cantiere. Sono utilizzabili per la formazione di corpi di rilevato e loro parti terminali prossime alla sovrastruttura (sottofondi B). La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] La nuova UNI 10006 per le terre .. (criteri EN 14688) Classificazione generale Gruppo Sottogruppo Frazione passante allo staccio 2 mm 0.4 mm 0.063 mm Terre ghiaio-sabbiose Frazione passante allo staccio 0.063 mm ≤ 35% A1 A3 A1-a A1-b ≤ 50 ≤ 30 ≤ 15 ≤ 50 ≤ 25 ≤6 ≤6 Torbe e terre organiche palustri A8 Terre limo-argillose Frazione passante allo staccio 0.063 mm > 35% A2 A4 A5 A2-4 A2-5 A2-6 A2-7 > 50 ≤ 10 ≤ 35 ≤ 35 ≤ 35 ≤ 35 > 35 > 35 N.P. ≤ 40 ≤ 10 > 40 ≤ 10 ≤ 40 > 10 > 40 > 10 ≤ 40 ≤ 10 ≤8 A6 A7 A7-5 A7-6 > 35 > 35 > 35 > 40 ≤ 10 ≤ 40 > 10 > 40 > 10 > 40 > 10 ≤ 12 ≤ 16 Caratteristiche della frazione passante allo staccio 0.4 mm LL (Limite liquido) IP (Indice di plasticità) IP ≤ LL-30 Indice di gruppo 0 Tipi usuali dei materiali caratteristici costituenti il gruppo Ghiaia o breccia, ghiaia o breccia sabbiosa, sabbia grossa, pomice, scorie vulcaniche, pozzolane Qualità portanti quale terreno di sottofondo in assenza di gelo Azione del gelo sulle qualità portanti Ritiro e rigonfiamento Permeabilità 0 Sabbia fina ≤4 0 Ghiaia o sabbia limosa o argillosa da eccellente a buono IP > LL-30 ≤ 20 Argille Argille Torbe di molto Argille molto recente o Limi poco Limi molto comprespoco compres- remota compres- compressibili e compressibili e formazion sibili sibili mediasibili molto e, detriti mente plastiche organici plastiche Da scartare Da mediocre a scadente Nessuna o lieve Media Molto elevata Media Elevata Media Nullo Nullo o lieve Lieve o medio Elevato Elevato Molto elevato Elevata Media o scarsa Scarsa o nulla La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] La nuova UNI 10006 per gli aggregati (ex 13242) Gli aggregati sono, come le terre, assortimenti granulari, ma se ne differenziano in quanto sono ottenuti mediante un trattamento, più o meno complesso, di materiali naturali o industriali o riciclati, SENZA DISCRIMINAZIONE TRA DI ESSI, MA RICONOSCENDONE LE PECULIARITA’. Si applicano i principi generali indicati nella EN 13285 (miscele). Nella designazione degli aggregati componenti le miscele devono essere menzionati: a) la provenienza (luogo di estrazione o di produzione o di trattamento); b) il tipo di aggregato, con descrizione petrografica (EN 932-3), ovvero dichiarazione della provenienza da riciclo; c) per gli aggregati di riciclo, le categorie di appartenenza secondo la Tabella 12 della EN 13242; d) la dimensione inferiore (d) e superiore (D), nella forma d/D. La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Cosa aggiunge la 10006 ? I requisiti specifici per ciascun utilizzo. In altre parole, sceglie tra le varie possibilità offerte dalla EN. Miscele non legate di aggregati riciclati Impieghi Colmate/rinterri Corpo rilevato Sottofondo Norma di prova Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Requisito minimo UNI EN 933-11 Rcug 70 20000 Rcug 70 5000 m3 - Contenuto di vetro UNI EN 933-11 - Rg 5- 5000 m3 Rg 5- 2000 m3 Contenuto di calcestruzzo UNI EN 933-11 Rc 90 2000 m3 Caratteristica armonizzata Contenuto di materiali litici di qualunque provenienza, pietrisco tolto d’opera, calcestruzzi, calcestruzzo aerato non galleggiante, laterizi, refrattari, piastrelle, prodotti ceramici, malte idrauliche ed aeree, intonaci, vetro. Contenuto di materiali bituminosi Contenuto di materiale galleggiante: carta, legno, fibre tessili, cellulosa, residui alimentari, polistirolo, sostanze organiche eccetto bitume, …. Contenuto di terreno vegetale, metalli, legno non galleggiante, plastica, gomma, gesso, cartongesso, e altri materiali non galleggianti non litoidi. Frequenza minima di prova in fase di stesa Ra 30- 5000 m3 Ra 10- 2000 m3 - FL10- 5000 m3 FL5- 2000 m3 - X1- 5000 m3 X1- 2000 m3 UNI EN 933-11 Ra 30- UNI EN 933-11 UNI EN 933-11 20000 Esempio: aggregati riciclati classificazione secondo Tabella 12 EN 13242:2008 La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Criteri di accettazione degli aggregati da riciclo EN 13242 + EN 13285 Miscele non legate di aggregati riciclati Colmate/rinterri Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa UNI EN 933-1 0/63 OC 75 UNI EN 933-1 - UNI EN 933-1 GN UNI EN 933-3 Corpo rilevato Sottofondo Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa Requisito minimo Frequenza minima di prova in fase di stesa 20000 20000 0/63 OC 85 UF 35 5000 m3 5000 m3 5000 m3 0 / 31,5 OC 75 UF 15 2000 m3 2000 m3 2000 m3 20000 GN 5000 m3 GU 2000 m3 - FI50 50000 m3 FI35 2000 m3 - MB5 SE20 5000 m3 5000 m3 MB5 SE30 2000 m3 2000 m3 UNI-EN 1097-2 - LA50 50000 m3 LA45 20000 m3 UNI EN 1744-1/10 - SS0,2 5000 m3 SS0,2 2000 m3 Caratteristica armonizzata Norma di prova Designazione della miscela Sopravaglio della miscela Sottovaglio della miscela Granulometria della miscela UNI EN 13285 Appiattimento dell’aggregato grosso Qualità dei fini Qualità dei fini (alternativo) Resistenza alla frammentazione Solfato solubile in acqua Impieghi La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Miscele non legate di aggregati riciclati Caratteristica armonizzata Norma di prova Designazione Sopravaglio della miscela Contenuto massimo dei fini UNI EN 13242 /13285 Contenuto minimo dei fini Granulometria Appiattimento dell’aggregato grosso Qualità dei fini Qualità dei fini (alternativo) Resistenza alla frammentazione Percentuale di particelle frantumate/arrotondate Resistenza all'usura Solfato solubile in acqua Impieghi Strato anticapillare Requisito minimo UNI EN 933-1 2/31,5 - UNI EN 933-1 UF 3 UNI EN 933-1 GC90/15 Frequenza minima di prova in fase di stesa Fondazione Requisito minimo 1000 m3 UF 9 1000 m3 UF 9 1000 m3 LF 2 GA 1000 m3 1000 m3 LF 2 GA 1000 m3 1000 m3 UNI EN 933-3 FI35 1000 m3 FI35 1000 m3 UNI EN 933-9 MB2 SE30 1000 m3 1000 m3 ?MB1,5 SE40 ? 1000 m3 1000 m3 LA30 10000 m3 LA30 10000 m3 - C90/3 10000 m3 SS0,2 MDE20 SS0,2 10000 m3 1000 m3 UNI-EN 1097-2 ?? UNI-EN 933-5 UNI-EN 1097-1 UNI EN 1744-1/10 ? 100 m3 Frequenza minima di prova in fase di stesa 1000 m3 UNI EN 933-8 100 m3 Requisito minimo 0 / 31,5 OC 85 UNI EN 933-1 0/31,5 OC 75 Frequenza minima di prova in fase di stesa Base 1000 m3 La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Particolare cura nelle definizioni. 6.3 BONIFICHE Quando la natura e lo stato dei terreni di impianto dei rilevati non consentono di raggiungere con il solo costipamento i valori di portanza richiesti, si procede all’approfondimento degli scavi per la sostituzione di un opportuno spessore del materiale esistente con idonei materiali di apporto. In alternativa può essere adottato un adeguato trattamento di miglioramento o di stabilizzazione. L'idoneità dei materiali da impiegare per la realizzazione di strati di bonifica dei piani di appoggio dei rilevati deve essere valutata sulla base dei requisiti richiesti ai materiali da impiegare nella formazione del corpo dei rilevati nel caso in cui gli strati di bonifica si trovino a distanza superiore a 1,00 m dal piano di posa della pavimentazione, e sulla base dei requisiti richiesti ai sottofondi nel caso contrario. 6.4 MIGLIORAMENTI Il miglioramento è finalizzato a modificare le caratteristiche geotecniche di una terra inidonea (granulometria, sensibilità all’acqua, indice CBR, resistenza al taglio, portanza in opera) per renderla atta ad uno degli impieghi previsti dalla presente norma e conforme ai requisiti indicati nel paragrafo 5.1. Il miglioramento può ottenersi trattando miscelando la terra con un’altra terra o con aggregati naturali, ovvero trattando la terra con modesti quantitativi di legante. Un particolare tipo di miglioramento è quello destinato a migliorare la lavorabilità e la costipabilità di una terra per altro verso idonea, o a ridurne il contenuto d’acqua attuale. 6.4 STABILIZZAZIONI Le terre inidonee possono essere stabilizzate, ovverosia trasformate in materiali legati, ancorchè debolmente, che non possono essere più caratterizzati mediante i parametri tipici dei materiali granulari. Le stabilizzazioni sono trattate nella seconda parte della presente norma. La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Novità abbastanza discussa: il campo prova Quando: Se i rilevati raggiungono altezze superiori a 3 m e i volumi dei movimenti di materia sono superiori a 100000 m3, e negli altri casi quando sia compatibile con i tempi e l’organizzazione dei lavori, Scopo: definire, sulla scorta dei risultati delle prove preliminari di laboratorio e con l’impiego dei mezzi effettivamente disponibili, o similari, gli spessori di stesa ed il numero di passaggi dei compattatori (grado di addensamento e/o portanza). A cosa si applica: ogni tipologia di approvvigionamento di materiale. Il sito della prova può essere compreso nell’area d’ingombro del corpo stradale, anche in corrispondenza di un tratto di rilevato: in questo caso dopo la sperimentazione saranno eventualmente demolite le sole parti del manufatto non accettabili, sulla base delle prestazioni ad esse richieste nella configurazione finale. La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] Paragrafo sul costipamento. STRATO Rilevato Sottofondo Supercompattato Fondazione Base REQUISITI PER L'ADDENSAMENTO E LA PORTANZA DEGLI STRATI Grado di Modulo di Cedimento addensamento deformazione M'd/Md permanente 2 % gd max Dh [mm] Md [N/mm ] ? ? SNV 670365 ≥ 95% ≥ 30 AASHO mod. tra 0.05 e 0.15 MPa ≥ 98% ≥ 50 AASHO mod. tra 0.15 e 0.25 MPa ≥ 98% ≥ 80 AASHO mod. tra 0.05 e 0.15 MPa ≥ 98% ≥ 100 AASHO mod. tra 0.15 e 0.25 MPa ≥ 100% ≥ 100 AASHO mod. tra 0.05 e 0.15 MPa Modulo con LWD 2 Modulo con FWD 2 E [N/mm ] E [N/mm ] ≤ del valore determinato in campo prova < 4.0 ≥ del valore determinato in campo prova ≥ del valore determinato in campo prova ≤ del valore determinato in campo prova < 2.5 ≥ del valore determinato in campo prova ≥ del valore determinato in campo prova ? - ? ≥ 120 ? ≥ 190 - (o prestazione di progetto) (o prestazione di progetto) - prestazione di progetto prestazione di progetto ≤ del valore determinato in campo prova ≤ del valore determinato in campo prova Lavori in corso: - specializzazione della parte ferroviaria; - rilettura finale della seconda parte della norma. La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected] CONVEGNO FISE-UNIRE ANPAR L’utilizzo degli aggregati riciclati nelle costruzioni stradali Grazie per la vostra attenzione ! La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali Criteri di impiego degli aggregati riciclati Prof. Antonio D’Andrea Università La Sapienza Roma [email protected] La nuova norma tecnica per la costruzione e manutenzione delle costruzioni stradali – Criteri di impiego degli aggregati riciclati. Rimini 09/11/2012 Antonio D’Andrea – DICEA – Sapienza Università di Roma – [email protected]